基于漏極導通區特性來理解MOSFET

的開關過程MOSFET的柵極電荷特性與開關過程盡管MOSFET在開關電源、電機控制等一些電子系統中得到廣泛的應用，但是許多電子工程師并沒有十分清楚的理解MOSFET開關過程，以及MOSFET在開關過程中所處的狀態。一般來說，電子工程師通常基于柵極電荷理解MOSFET的開通的過程，如圖1所示。此圖在MOSFET數據表中可以查到。AOT460柵極電荷特性蛆AOT460柵極電荷特性蛆L'臚Hfgj罩 巾aiII■■■飛/■￡石>臺>MOSFET的D和S極加電壓為VDD，當驅動開通脈沖加到MOSFET的G和S極時，輸入電容Ciss充電，G和S極電壓Vgs線性上升并到達門檻電壓VGS(th),Vgs上升到VGS(th)之前漏極電流Id=0A,沒有漏極電流流過，Vds的電壓保持VDD不變。當Vgs到達VGS(th)時，漏極開始流過電流Id，然后Vgs繼續上升，Id也逐漸上升，Vds仍然保持VDD。當Vgs到達米勒平臺電壓VGS(pl)時，Id也上升到負載電流最大值ID，Vds的電壓開始從VDD下降。米勒平臺期間，Id電流維持ID，Vds電壓不斷降低。米勒平臺結束時刻，Id電流仍然維持ID，Vds電壓降低到一個較低的值。米勒平臺結束后，Id電流仍然維持ID，Vds電壓繼續降低，但此時降低的斜率很小，因此降低的幅度也很小，最后穩定在Vds=IdxRds(on)。因此通常可以認為米勒平臺結束后MOSFET基本上已經導通。對于上述的過程，理解難點在于為什么在米勒平臺區，Vgs的電壓恒定？驅動電路仍然對柵極提供驅動電流，仍然對柵極電容充電，為什么柵極的電壓不上升?而且柵極電荷特性對于形象的理解MOSFET的開通過程并不直觀。因此，下面將基于漏極導通特性解MOSFET開通過程。MOSFET的漏極導通特性與開關過程MOSFET的漏極導通特性如圖2所示。MOSFET與三極管一樣，當MOSFET應用于放大電路時，通常要使用

此曲線研究其放大特性。只是三極管使用的基極電流，集電極電流和放大倍數，而MOSFET管使用柵極電壓，漏極電流和跨導。可變電阻區2 3 $ 5%*(Volts)圖可變電阻區2 3 $ 5%*(Volts)圖2；AOT46。的漏極導通特性理在工里緲eowrorWwncJstHiHfi4via三極管有三個工作區：截止區，放大區和飽和區，而MOSFET對應是是關斷區，恒流區和可變電阻區。注意到：MOSFET恒流區有時也稱飽和區或放大區。當驅動開通脈沖力口至UMOSFET的G和S極時，Vgs的電壓逐漸升高時，MOSFET的開通軌跡A-B-C-D見圖3的路線所示。

國3國3：AOT460的北通勤境DianY開通前，MOSFET起始工作點位于圖3的右下角A點，AOT460的VDD電壓為48V,Vgs的電壓逐漸升高，Id電流為0，Vgs的電壓到VGS(th)，Id電流從0開始逐漸增大。A-B就是Vgs的電壓從VGS(th增加到VGS(pl)的過程。從A到B點的過程中，可以在非常直觀的發現，此過程工作于MOSFET的恒流區，也就是Vgs電壓和Id電流自動找平衡的過程，即：Vgs電壓的變化伴隨著Id電流相應的變化，其變化關系就是MOSFET的跨導：跨導可以在忖。5FET數據表中查到當Id電流達到負載的最大允許電流ID時，此時對應的柵級電壓。由于此時Id電流恒定，因此柵極Vgs電壓也恒定不變，見圖3中的B-C，此時MOSFET處于相對穩定的恒流區，工作于放大器的狀態。開通前，Vgd的電壓為Vgs-Vds，為負壓，進入米勒平臺，Vgd的負電壓絕對值不斷下降，過0后轉為正電壓。驅動電路的電流絕大部分流過CGD，以掃除米勒電容的電荷，因此柵極的電壓基本維持不變。Vds電壓降低到很低的值后，米勒電容的電荷基本上被掃除，即圖3中的C點，于是，柵極的電壓在驅動電流的充電下又開始升高，見圖3中的C-D，使MOSFET進一步完全導通。C-D為可變電阻區，相應的Vgs電壓對應著一定的Vds電壓。Vgs電壓達到最大值，Vds電壓達到最小值，由于Id電流為ID恒定，因此Vds的電壓即為ID和MOSFET的導通電阻的乘積。結論基于